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DE BLASTER
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CURSO DE FORMAÇÃO DE BLASTER, Notas de estudo de Educação Física
APOSTILA - CURSO DE FORMAÇÃO DE BLASTER
Tipologia: Notas de estudo
2016
1 / 18
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CURSO DE
FORMAÇÃO
DE BLASTER
ÍNDICE
Página
1- OBJETIVO
2- EXPLOSIVOS
2.1-HISTÓRICO
2.2-DEFINIÇÃO
2.3-REAÇÃO QUÍMICA DE DECOMPOSIÇÃO
2.4–PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
2.5-TIPOS DOS EXPLOSIVOS
2.6 – PROCESSO DE FRAGMENTAÇÃO DA ROCHA PELO
EFEITO
DA DETONAÇÃO
3-ACESSÓRIOS
4-ELEMENTOS DO PLANO DE FOGO
5-SEGURANÇA
6-TÉCNICAS DE CONTROLE DE VIBRAÇÕES
7-FOGOS SECUNDÁRIOS
mistura a nitroglicerina é absorvida pela diatomácea, resultando um produto que pode ser manipulado com segurança, se obedecida certas condições.
Em 1867, Alfred Nobel inventou também a espoleta de fulminato de mercúrio, Hg(ONC) 2 , para provocar a explosão da dinamite.
Com essas inovações, a produção de nitroglicerina passou de 11 toneladas no ano de 1867 para 1350 toneladas, em 1872.
Alfred Bernhard Nobel nasceu em Estocolmo (Suécia) em 1833 e faleceu em San Remo (Itália) em 1896. Estudou na Rússia, França e Estados Unidos. Seu pai era engenheiro, inventor e se dedicava à fabricação de explosivos. Como conseqüência de várias explosões, o pai de Nobel perdeu alguns auxiliares e seu próprio filho mais novo.
Após a invenção da dinamite em 1867, Nobel inventou em 1875 a dinamite gelatinosa a "blasting gelatine" ou gelatina explosiva, que é uma mistura de nitroglicerina, nitrocelulose, solventes e geléia de petróleo.
Com suas fábricas de explosivos, com os rendimentos de suas patentes e com a exploração de petróleo na Rússia, Nobel acumulou enorme fortuna.Deixou toda sua fortuna, em testamento, para a Fundação Nobel, instituindo através dela o Prêmio Nobel..
Em 1912, o trinitrotolueno (TNT) passa a ser oficialmente utilizado como explosivo militar (carga de ruptura de granadas).
Em função da Primeira Guerra Mundial, foram inventados novos e mais poderosos explosivos.
Na década de vinte o mundo volta a atenção para o nitrato de amônio (NA). Conhecido desde o século XlX, mas sem utilização como explosivos, passa a ter interesse após dois acidentes.
Em 1923, em Oppau na Alemanha um navio explodiu, causando a destruição da cidade. Tentava-se fragmentar com utilização de dinamites a massa de nitrato de amônio aglutinado no porão do navio.
Em 1947, um segundo acidente grave ocorrido no Porto de Texas City (USA). Por dois dias consecutivos dois navios carregados com nitrato de amônio explodiram, também destruindo parte da cidade.
Em 1950 definitivamente a aplicação do nitrato de amônio na indústria de explosivos. Avanço tecnológico na obtenção de nitrato de amônio dá-lhe melhores condições estruturais, proporcionando sua aplicação como matéria prima para a fabricação de explosivos.
Em 1958 surgem as lamas explosivas.
Em 1962, no Canadá, as primeiras patentes das emulsões explosivas a base de nitrato de amônio.
Para os iniciadores a ordem cronológica da evolução tecnológica é a seguinte:
1745 – Dr. Watson inicia pólvora negra com chispa elétrica;
2
1830 – Moses Shaw patenteia a iniciação elétrica da pólvora negra por meio de uma chispa elétrica aplicada ao fulminato de prata.
1831 – Willian Bickford inventa o estopim de segurança;
1867 – Alfred Nobel inventa a espoleta simples;
1913 – Cordeau introduz cordel detonante;
1937 – Desenvolvimento do cordel detonante com PETN em trança de fios, substituindo o cordel de Cordeau;
1946 – Desenvolvida cápsula de retardo com tempo curto, em intervalos de milisegundo;
1973 – Criado sistema não-elétrico de iniciação, pela Nitro Nobel.
1980 – Primeiras provas com detonadores eletrônicos.
2.2 – DEFINIÇÃO de EXPLOSIVOS
Os explosivos industriais são substâncias ou misturas de substâncias químicas, que quando iniciadas por um agente externo suficientemente energético, decompõe-se quimicamente gerando considerável quantidade de gases, altas temperaturas, liberando energia em curtíssimo espaço de tempo.
2.3- REAÇÃO QUÍMICA DE DECOMPOSIÇÃO
A depender da velocidade de decomposição química de uma determinada substância ou produto químico poderá queimar, deflagrar ou detonar. Classifica- se a queima ou combustão como decomposição de baixa velocidade; deflagração como decomposição de média velocidade e detonação quando a velocidade de decomposição é alta. A velocidade de decomposição química de um explosivo poderá variar para valores menores que aquele característico seu próprio. A depender das condições de iniciação, confinamento, contaminação. Um mesmo explosivo poderá: detonar, deflagrar queimar ou mesmo tornar-se inerte. Ao se decompor fora de sua condição própria de velocidade o explosivo não produzirá o efeito esperado, haverá perda considerável de eficiência, com prejuízo para o trabalho que se realiza.
- Combustão - A reação de decomposição se propaga por condutividade térmica. A velocidade da reação é baixa na ordem de cm/s até ~300m/s.
Exprime a quantidade de energia liberada por um explosivo durante a sua detonação. A força define a capacidade de realizar trabalho de um explosivo e pode ser medida em relação à “Blasting- gelatina” (50 % nitrocelulose + 50 % nitroglicerina) ou em relação ao ANFO padrão.
2.4.2 - Energia Absoluta ou Energia Disponível
Esta propriedade possui um conceito similar ao da Força. Exprime a energia liberada pelo explosivo durante a sua detonação. O cálculo da energia é teórico, feito com base nos constituintes deste explosivo, considerando para eles o comportamento ideal de decomposição (100% de eficiência). Os valores da energia são expressos em unidades de energia (kcal
- quilo calorias) ou em percentagem, relativamente a um explosivo padrão (ANFO PADRÃO).
Medidas Absolutas da energia ( kcal ):
AWS - (Absolute Weight Strength)
- Energia por unidade de peso do explosivo kcal/kg (quilo caloria liberada na detonação por quilograma de explosivo)
ABS - (Absolute Bulk Strength)
- (^) Energia por unidade de volume do explosivo) kcal/l (quilo caloria liberada na detonação por litro de explosivo)
Medidas da energia relativas ao ANFO PADRÃO (%):
RWS - (Relative Weight Strength)
- Percentagem(%) de energia relativa em peso ao ANFO PADRÃO
RBS - (Relative Bulk Strength)
- Percentagem(%) de energia relativa em volume ao ANFO PADÃO
2.4.3 - Velocidade de Detonação
É a velocidade com que a onda de detonação se propaga na coluna de explosivos. A velocidade de detonação de um explosivo depende de vários fatores: formulação, diâmetro da carga, grau de confinamento, umidade, etc. A velocidade de um explosivo é uma característica de extrema importância, é pelo seu valor numérico que se determina se o produto explosivo se aplica a uma certa condição de rocha. Rochas duras requerem explosivos de alta velocidade, rochas brandas ou plásticas necessitam de uma ação mais lenta, produtos explosivos de menor velocidade. Para a medição da velocidade pode-se usar o método prático de Dautriche, ou aparelhos eletrônicos, para medidas mais precisas. A medida da velocidade de um explosivo a céu aberto é feita confinando o explosivo em um tubo de aço galvanizado sem costura de 2 polegadas de diâmetro. A unidade de medida adotada para a velocidade é o metros por segundo (m/ s), unidade do Sistema Internacional (SI). A velocidade de detonação de um explosivo cresce com o aumento do diâmetro da carga até determinado valor, se estabilizando a partir daí.
2.4.4 - Densidade
É a relação entre o peso do explosivo e seu volume, sendo comumente expressa em g/cm³. Quanto mais denso maior quantidade de explosivo por unidade de volume. A densidade pode ser expressa sem referência a unidade, pois literalmente o termo significa quanto uma substância é mais ou menos pesada que o seu próprio volume em água. Pode-se expressar a densidade de um explosivo como 1,15g/cm³, ou simplesmente 1,15.
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No caso de explosivos granulados, os valores de densidade constantes nos catálogos normalmente se referem à densidade aparente ou derramada no furo, valor significativamente inferior ao da densidade específica do produto ou dele adensado. O propósito das variações de densidade dos explosivos é permitir ao usuário concentrar ou distribuir as cargas dentro do furo.
2.4.5 - Pressão de Detonação (Energia de Choque ou Brisância)
É a pressão da onda de detonação quando ela caminha ao longo da carga explosiva, refere-se à pressão da detonação da superfície de “Chapmam- Jouguet”- zona de reação primária da frente de detonação. A pressão de detonação seria a fonte geradora da onda de choque na rocha que circunda a carga explosiva. O grau de fraturamento na rocha esta diretamente relacionado ao valor da pressão de detonação. Esta pressão gera a onda de choque que fratura a rocha, sem que aconteça o movimento de deslocamento de fragmentos.
A fórmula mais aceita para o cálculo da Pressão de Detonação é dada por (Bjarnholt, in Cameron & Hagan, 1996):
P (^) d = K x V² x D
Onde: P (^) d - Pressão de Detonação (Pa) K - constante igual a 0, V - Velocidade de Detonação (m/s) D - Densidade do explosivo (Kg/m³)
2.4.6 - Pressão no Furo
É a pressão exercida na rocha que circunda a carga explosiva. Pressão produzida pela expansão dos gases gerados na detonação.
- Sensibilidade à iniciação : É condição mínima de potência exigida pelo explosivo, para que se inicie e detone de maneira ideal. Esta condição é normalmente especificada a um iniciador ou outro explosivo. A grande maioria dos explosivos do mercado têm como requerimento para iniciação a espoleta nº 8 ou cordel detonante NP-10,
sendo dito que são sensíveis a espoleta n º 8 ou ao cordel NP-10.
Quando um explosivo não é sensível a iniciação por um detonador ele é dito um “agente explosivo”, sendo necessário para sua detonação a utilização de explosivos reforçadores ou “boosters”.
Chama-se “diâmetro crítico” o diâmetro abaixo do qual não há propagação da onda de detonação, a saber:
EMULSÕES = 7/8”
ANFO = 1 a 1 ¼”
2.4.9 - Volume Gasoso
É o volume total de gás gerado na detonação. O volume de gás produzido em uma detonação é dado pela relação entre o volume produzido e o peso de explosivo que o gerou, usualmente litros/kg.
O Volume Gasoso de um explosivo é uma propriedade importante para avaliar sua capacidade em lançar os fragmentos da rocha detonada.
2.4.10 - Classificação Gasosa
Teoricamente os explosivos bem formulados não produziriam gases tóxicos. Na condição ideal, a reação química de decomposição de uma emulsão explosiva produzirá dióxido de carbono (CO 2 ), nitrogênio (N 2 ) e vapor d’agua
(H 2 O), todos não tóxicos. Na condição prática de uso haverá sempre contribuições negativas que desequilibraram a reação química, ocorrendo assim gases tóxicos na detonação. O desequilíbrio químico acontece por motivos diversos dentre eles: iniciação deficiente, umidade excessiva, grau de confinamento inadequado do explosivo, impurezas químicas, fabricação despadronizada. Os gases tóxicos gerados por explosivos convencionais poderão ser: o monóxido de carbono (CO) e/ou gases nitrosos(NO e NO 2 ).
A classificação dos explosivos quanto ao nível de toxidade dos gases produzidos na detonação é estabelecida em três categorias:
CLASSE I - não tóxicos - geração menor que 22,65 litros/kg CLASSE II - pouco tóxicos - geração entre 22,65 e 46,70 litros/kg CLASSE III - tóxicos – geração entre 46,70 e 94,80 litros/kg
2.5 – Tipos de Explosivos
Existem diversos tipos de explosivos no mercado. A evolução tecnológica, em resposta às exigências: econômicas, de saúde humana e ambiental, caminha no sentido de oferecer ao mercado produtos que lhe atenda. Alguns produtos explosivos foram criados e na seqüência evolutiva industrial abandonados, por se tornarem obsoletos. Outros sofreram processo evolutivo, agregando tecnologia e permanecendo no mercado. O nitrato de amônio é hoje quase com exclusividade a matéria prima na fabricação dos explosivos industriais, sendo porém necessário o conhecimento prévio de alguma de suas propriedades, antes de conhecer os explosivos :
Nitrato de Amônio
- Sal inorgânico - Fórmula química : NH 4 NO (^) 3. - Ponto de Ebulição: 210ºC
- Ponto de Fusão: 169,6ºC
- Estado Físico: Sólido (perolado, cristalino branco e levemente amarelado)
Deposite uma gota do suor do cartucho em um papel parafinado, caso fique escura é nitroglicerina.
Figura 2.5.1 – Aspecto de cartuchos de papelão e plástico rígido, utilizados na embalagem de explosivos nitroglicerinados.
2.5.2 – Carbonitratos
São os explosivos granulados ou pulverulentos formados pela mistura de nitrato de amônio, óleos especiais, estabilizantes e/ou energizantes. São explosivos da família do ANFO, sigla de origem inglesa formada da junção das palavras Nitrato de Amônio + Óleo Combustível (Ammonium Nitrate and Fuel Oil), Diesel. A proporção ideal de mistura para a formação do ANFO é de 94,4 % de nitrato de amônio para 5,6 % de óleo diesel, em peso.
Aspecto dos prills de nitrato de amônio.
O ANFO industrial é produzido com nitrato de amônio especial e outros aditivos, fornecido em sacos de 25 kg. Na operação de carregamento é simplesmente derramado no furo. Não apresenta nenhuma resistência a água, não sendo possível usá-lo em furos com água. ex: Amex 3500
Explosivo Granulado Amex, densidade - 0,80 g/cm^3.
2.5.3 - Lamas Explosivas e Aquagéis
São explosivos que contêm água em sua formulação. Os principais componentes utilizados na sua fabricação são nitrato de amônio, nitrato de sódio, produtos aluminizantes e agentes gelatinizantes, dando-lhe consistência “emborrachada” no caso dos aquagéis. Como sensibilizantes podem conter explosivos de baixa sensibilidade ou ser totalmente sensibilizados por bolhas de ar ou micro esfera de vidros. Apresentam boa resistência a água e geralmente são embalados em cartuchos de filme plástico. Explosivo em desuso, superado tecnologicamente.
2.5.4 – EMULSÕES EXPLOSIVAS
As emulsões explosivas constituem a mais moderna geração de explosivos. Emulsão é um termo químico que significa dispersão entre líquidos imiscíveis(substâncias líquidas que não se misturam). É exemplo prático de emulsão a maionese, mistura de ovo e óleo.
Para formação da emulsão explosiva faz-se a mistura da solução de nitratos(solução salina), nitrato de amônio e/ou sódio em água, com óleo combustível e óleo emulsificante.
O óleo emulsificante é o componente fundamental para a formação e estabilidade da mistura. A sensibilidade das emulsões é feita sem a utilização de “alto explosivo”, como a nitroglicerina. Nas emulsões a sensibilização é feita utilizando-se micro bolhas de ar, adicionadas na massa emulsificada. O desenvolvimento dos explosivos foi em promover o maior contato entre as fases oxidantes e combustíveis, chegando-se às emulsão, onde microgotas de